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LED路灯的静态结构分析

编辑:扬州市朗旭照明科技有限公司时间:2019-11-21

为确保LED路灯可以长时间在户外比较复杂的工作条件安全稳定工作,以某型LED路灯为研究对象,利用大型商用软件ABAQUS6.14建立LED路灯整个构造的有限元分析模型,分析LED路灯在风载和自身重力共同作用下构造中的应力分布及出现变形现象,及其LED路灯的固有频率和模态现象,为LED路灯构造长时间、安全、稳定地服役提供确保,并为LED路灯的改进设计提供一定的借鉴。

近几年来,伴随着国内对光伏发电产业的大力支持,2016年,并网太阳能发电累计装机容量增长 80.6%[1],与此同时,作为光伏发电产业重要的组成部分的LED路灯产业也在不断发展壮大。LED路灯的太阳能板等占据较大空间,在遭受超强台风等恶劣天气时,由于构造强度不足而失效的情况频频出现。所以,在产品设计阶段进行相应的构造强度分析是非常有必要的。

此次研究的LED路灯正处于产品结构设计的初级阶段,通过有限元模拟分析可以为接下来的构造强度设计提供可靠的设计依据。该研究具体内容分为静力学分析和模态分析。静力学分析主要研究该型LED路灯在自身重力及特定风力共同作用下构造的von Mises应力及位移分布情况,以确定构造强度和刚度是否满足特定的工作环境;模态分析主要研究整个构造各阶次下的固有频率,以确定风的激励频率是否会引发整个构造产生共振。

有限元模型的建立

路灯灯杆高 H=10m,外伸杆长度 L=1.2m,其整个构造如图1所示。

载荷的加载:

该型LED路灯主要受到自身重力及风力的作用。该型LED路灯整个构造的前6阶固有频率,前 6 阶振型图如图所示。第 1 阶固有频率为 2.196Hz,第 2 阶固有频率为 2.315 Hz,而风的激励频率为 1.5Hz左右,这就意味着当风的激励频率达到1.5 Hz过程中不容易达到该型LED路灯的固有频率,所以在该工作环境下整个构造不容易产生共振现象。

得出结论

(1) LED路灯整个构造在 五十 年一遇风力和自身重力共同作用下最大von Mises应力及最大位移量都满足主要的设计要求,构造强度和刚度完全满足设定的工作环境;

(2) 模态分析结果显示该型LED路灯的第1阶固有频率超过工作环境中风的激励频率,所以不容易产生共振现

象。